防静电检测方法

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防静电检测方法

1 术语和定义

表面电阻( surface resistance ):两个特定的放置于材料同一面的电极之间的电压与它们通过电流的比值。

体电阻( volume resistance ): 单位厚度上的直流电压,与通过材料的单位面积电流的比值,测

试电极放置于材料相对面的对应位置。

接地电阻( Earth Resistance ):被接地体与地下零电位面之间的接地引线电阻、接地器电阻、

接地器与土壤之间的过渡电阻和土壤的溢流电阻之和。

摩擦起电( Triboelectrification ): 用摩擦的方法使两物体分别带有等值异号电荷的过程。

衰减时间( decay time ): 静电电压从峰值电压降低到给定比例的时间。例如:在 15%相对湿度的

情况下,静电电压从 2000V降低到 100V的衰减时间小于等于 1秒。

屏蔽泄漏电压: 因屏蔽体外部的高电场而使屏蔽体内部获得的感应电场电压或外部高电场穿透屏蔽

体衰减的残留电场电压,又称屏蔽残余电压。

静电中和( Electrostatic Neutralization ): 带电体上的电荷与其内部和外部相反符号的电荷

(电子或离子)的复合而使所带静电部分或全部消失的现象。

2 防静电参数测试方法

防静电主要参数及测试仪器

测试项目 测试仪器

表面电阻 表面电阻测试仪

兆欧表

体电阻、系统电阻 兆欧表

万用表

接地电阻 接地电阻测试仪

万用表

兆欧表

静电电压、摩擦电压、衰减时间 静电场测试仪 / 静电电压测试仪

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秒表

离子风机离子平衡度 静电场测试仪、 CHARGE PLATE MONITOR

屏蔽残余电压 屏蔽残余电压测试仪

检验所使用的仪器必须经计量检定合格(有准用标签),并在有效期内。

2.1 防静电测试仪器介绍

专用防静电测试仪器主要有:简易表面电阻测试仪、兆欧表、静电场测试仪、离子风机离子平衡

度测试仪、屏蔽残余电压测试仪、腕带测试仪、人体综合电阻测试仪、腕带测试仪和人体综合电阻测试

仪的校准仪。

2.1.1 手持式简易表面电阻测试仪

简易表面电阻测试仪,测试量程为 103~1012 Ω,适用于测试平面材料,通过测试结果可以分辨被测

材料为导体类、静电耗散类和绝缘类。

由于静电耗散材料的表面电阻为 1× 104Ω ≤ Rs< 1× 1011Ω,因此测试仪面板指示的 1011 Ω档(面板

的黑色圆圈处)修正为绝缘材料,不是静电耗散材料。

简易表面电阻测试仪配有一根专用接地线, 把接地线的香蕉插头插入仪器表面的接地孔, 另一度端

的鳄鱼夹夹在接地母线上,把表面电阻测试仪平压在防静电台垫上,可以测试台垫的接地电阻。

便携式表面电阻测试仪

OHMS PER SQUARE 103 10 4 10 5 106 107 10 8 10 9 1010 1011 1011

CONDUCTIVE STATIC DISSIPATIVE

INSULATIVE

TEST GROUND

测试电极

被测材料

绝缘平板

图 1 简易表面电阻测试仪

兆欧表

公司表面电阻测试仪,配有两根连线和 2Kg重的测试电极两个,适用于测试平面材料,通过测试结

果可以分辨被测材料为导体类、 静电耗散类和绝缘类, 可以测试材料表面电阻和体积电阻 (或系统电阻) ,

把两根连线把测试仪和两个测试电极连接起来,两个电极放置在材料的同一表面即可测试表面电阻, 两

个电极放置在材料的两个表面的相对位置可以测试体积电阻。 型号为 BM80/2的测试仪可直接使用兆欧

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表和两根连线来测试接地电阻和低阻。

图 2 表面电阻测试仪

2.1.2 静电场测试仪

静电场测试仪有两种型号,普通型 ESD42721,高精度型 MODEL 520,都采用非接触型的电场感应测试方式。两个仪器都配有一根接地线,静电电压测试时接地线接地可以提高测量的准确性。

ESD42721的测试量程< 20KV,精确度为 10V,适于测试较大的平面分布电场。

MODEL 520的的测试量程< 2KV,精确度为 1V,适于平面和某点电场精确测试。

图 3 静电场测试仪 MODEL 520 图 4 静电场测试仪 ESD42721

2.1.3 离子风机离子平衡度测试仪

离子风机离子平衡度测试仪由静电电压发生器、静电场测试仪 ESD42721、金属隔离测试板组成,静

电电压发生器产生 1000V静电电压。参见图 5。

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图 5 离子风机离子平衡度测试仪

2.1.4 CHARGE PLATE MONITOR

CHARGE PLATE MONITOR型号为 MODE 156A 可用于测试离子风机的离子平衡度和衰减时间,静电电

压发生器产生 1000V静电电压。参见图 6。

图 6 CHARGE PLATE MONITOR 156A

2.1.5 屏蔽残余电压测试仪

屏蔽残余电压测试仪型号 为Charleswater 19380 ,由静电电压发生器、测试电极、辅助金属

板、静电探测器组成,静电发生器产生 1000V的静电电压,静电探测器的测试量程为 10V~ 300V。参加图

7。

图 7 屏蔽残余电压测试仪

表面电阻测试

测试表面电阻需要把被测材料放置在绝缘平面上进行,绝缘平面表面电阻要求≥ 1× 10 12 Ω。

2.1.6 简易表面电阻测试仪 WRSTG330测试表面电阻

简易表面电阻测试仪的两测试极间距依据标准固定不变,测试时把被测材料放置在绝缘的平面上,

表面电阻测试仪平置在材料表面,手指施加适当压力( 2~4千克力)压触测试按钮,使测试电极和材料

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表面接触良好,指示灯发亮档即为测试读数。参见图 8。

11

简易表面电阻测试仪的 10 Ω档修正为绝缘材料类别,不是静电耗散材料。

使用简易表面电阻测试仪测试表面粗糙不平的软性材料时,如泡沫板、气珠袋等,需要加大测试压力,可以施加到 4~6千克力的压力,以保证测试电极和材料表面接触良好,测试准确。

图 8 表面电阻测试

2.1.7 采用表面电阻测试仪测试表面电阻

测试材料表面电阻选择 100V DC档,把被测材料放置在绝缘平面上,测试电极平稳地放在材料表面,

拨动测试按钮可以直接读取数值。测试电极的距离一般可以选择 1m左右,根据测试对象的不同测试电极

的间距可以适度调整。

测试电极 100V DC 兆欧表 φ50 2kg

R 1m

被测对象

绝缘平面

图 9 表面电阻测试

测试时要保持被测试表面和探头与被测体的接触面清洁、测试电极和被测表面接触良好。

每个样本在内、外表面随机选择三个测试点,每个测试点测试五次取平均值。只有每个测试点都符

合防静电性能指标才为合格,否则为不合格。

2.2 静电电压、摩擦电压及其衰减时间测试

测试静电电压采用非接触静电场测试仪,主要两种,一种是能精确到 1伏 TREK公司 520型,如图 12;

另一种是只能精确到 10伏ESD SYSTEMS公司 42721 型,如图 13。

测试静电电压时测试探头与被测件的距离保持在 1英寸左右

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图 12 静电场测试仪 图 13 静电场测试仪

测试时静电场测试仪的接地端要接地, 保证测试读数准确。 TRCK公司 520型可以测试小面积的和一

点的静电,而 ESD SYSTEMS公司 42721 型只能测试较大面积的静电。

1) 摩擦电压测试方法:

手持干燥和干净的棉布以每分钟120次的速度,施加适当的压力( 2~ 4千克力),单向摩擦待

测物品表面,摩擦次数为 20次。再用测试仪测其静电压。

2) 静电衰减时间测试方法:

被测物体充电或摩擦后具有较高的静电电场强度,采用静电场测试仪立即测试其静电电压并记

录开始时间,保持测试状态不变,观察静电电压逐步降低到要求数值时的时间段即为静电衰减时间。

每个样本内、外表面随机选择三个测试点,每个测试点测试五次取平均值。只有每个测试点都符合

防静电指标才为合格,否则为不合格。

2.3 离子风机离子平衡度测试

离子风机的离子平衡度测试采用简易离子风机离子平衡度测试仪,参见图 15。

首先用静电发生器产生 1KV静电并传导到静电探测仪的隔离金属测试板上,如图 15所示,然后将带

隔离测试板的静电探测仪

a. 移至如图 10所示的测试点①和③,检验离子风机的消电时间(从 1KV下降至 100V);

b. 移至有效范围(长度:距离离子风机 1~4feet ;宽度:距离中心线± 6英寸)内的任意测试点,检验离子平衡度(即消电所能达到的最低值)。

隔离测试板 离子风机

静电探测仪 静电发生器 1ft 2ft 3ft 4ft 5ft

6in

1.0 1 2 3 4 0 中心线

6in

测试点

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